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小型四軸飛行器- 電力系統篇

電力系統


飛上天的是夢想還是一台麻煩製照機,就要端看這整個過程的用心程度
原本一開始我以為這一切都很便宜且簡單,但是當我看到一些影片與各玩家總會分享自己受傷的照片,深深的感受到這個東西其實有一定的危險性,所以除了裝上馬達飛起來之外,
更要學習這個過程與內容,飛起來的是夢想,不是一台失控的炸彈。

四軸飛機上的電力系統,想想四軸飛機上其實很多元件都需要電,且都處於高雜訊,高變動電壓範圍上,且僅由一顆鋰電池供電。

先列出哪些原件需要用電
1.馬達 
2.arduino
3. MPU6050 (三軸陀螺移,三軸重力)
4.藍牙模組

1.馬達電力來源:

大四軸上透過 電調 ,將電力傳送給馬達,無刷馬達可以無刷,就是透過現代科技將電力不斷的變換,產生變動的循環磁場,讓馬達轉起來,所以我們只需要透過變換的速度就可以改變無刷馬達的轉速與力量,效能也比以往的有刷馬達來的高受命來的長,轉速要快。 大四軸上透過電調,電調裡其實是一個單晶片,將飛控板來的PWM訊號,轉化為三相的方波訊號,這也是一門學問,但是目前看來好像因為開源的關係,所以就變得理所當然也簡單,只需要知道耐流即可。

   
小四軸上: 因為小型的馬達不需要電調系統,只需要將飛控板的PWM訊號轉化為電壓訊號就可以,搜尋之後網友皆說使用FET即可,於網路上查詢了一些電路,將其記錄下來:


該網站的作者寫得很清楚與詳細,,請連進去看看,可以學到更多。

http://tieba.baidu.com/p/3237451666
這個網站上 看到SI2302的連接方式
於該作者的電路圖上我們看到 我們需要購買


 
SOT23封装的,导通电压Vgs<4v的场管(SI2302)  * 4
10K 電阻 * 4 
就可以驅動我們的馬達 空心杯720。

2.Arduino 電力來源:

         這裡稍微提一下鋰電池,市面上常看到的鋰電池通常為3.7V,不管是行動電源(18650)還是手機裡的電池,通常是3.7V ,我們稱為一個CELL 電池標示上會寫1S,如果需要高於3.7V就串幾個電池,串三串就是11.1V,就是3S。

        因為我們的小四軸使用1S電池,電壓只有3.7V ARDUINO需要5-12V的電壓輸入,3.7V不足以驅動我們的ARDUINO板子,所以上網搜尋了一些零件,發現有些現成的板子很多,主要都是因為離電池需要轉5V當成型動電源供應USB使用,所以我們直接購買這些版子來用,關鍵字 [dc dc 升壓模組]。尋找過程當中,發現規格大致分成3類 輸出600mA、1A、 2A,我們只需要提供ARDUINO使用600mA即可。 

追加: 於
http://jingtaozf.gitbooks.io/crazepony-gitbook/content/wiki/hardware-base.html
上我們學到,為了不讓變動電源讓我們的 ARDUINO當機,這個現象他們稱作电源退偶,
所以會於電源的兩端加入大小電容各一個。所以我們加買大小電容各一。
104
2.2uf 兩個電容。

3.MPU6050 

預計購買GY-521這塊已經銲接好電路,上面標示

供电电源:3-5v(内部低压差稳压),所以直接將我們升壓板上的5V 拉過來供應即可。
網友說,MPU6050需要穩定的電源才不會受干繞,剛好藍牙需要3.3的電源,所以我們看到藍牙。



4.藍牙模組 我們發現
 VCC:模块电源脚,要求直流3.3V电源,供电电流不小于100mA。工作电压范围:2.0V~3.6V。
需要3.3V的供電,所以我們還需要一個將5V穩定3.3V的IC 選用 SOT-223,這顆業界很長見。
由此IC提供藍牙模組與MPU 電力使用。


後記: 因為藍牙RX TX輸出電位為3.3,擔心與ARDUINO通訊不良,所以決定購買帶底板的藍牙通訊板,
協助穩壓與轉換RX TX電位。


電力系統
   (SI2302)  * 4
   10K 電阻 * 4 
   DC/DC升壓模組 * 1
   SOT-223 * 1
  104 電容
  2.2uF 電容

因為考量到重量,所以全部都使用飛線連接,使用OK線。





留言

  1. 請問把鋰電池接上馬達時可以直接接嗎,還是需要穩壓器或保護板
    650mAh 20C 720電機*4

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使用藍牙BLE 讓iphone android 連接樹莓派3 raspberry pi 3

Raspberry PI 3 終於內建藍牙與網路晶片
這個晶片有點強大,可以同時讓Wifi 與 BLE 和 SPP (RF Com) 同時繁忙通訊都沒有問題。
Raspberry PI 如果是當成藍牙Client 連結身邊的BLE裝置,例如ibeancon、智慧手環、智慧手錶,那只要使用簡單hcitool搭配hciconfig 指令就可以達到將資料要回來,在網路關鍵字一下就可以找到如何使用hcitool 連線並要得資料。
     手機要與Raspberry PI連線的方法可以透過,wifi 或是藍牙,但是操作上使用藍牙比較直覺與簡易。但是要讓手機連線Raspberry PI,Raspberry PI上就需要將藍牙裝置當成Server,這件事情就需要一些程式碼上的撰寫。
    現在的文件說到關於如何將Raspberry PI藍牙裝置當成Server的文章並不太多,開發上總感覺困難重重,我也是在這裡停滯了好多天,不斷的搜尋解決方法,因為通起來了,資料來自網路所以也回饋給網路,讓下一個使用者減少這類問題的負擔。 不過目前這個方法未來開發資源越來越齊備可能不敷使用,但至少現在是可用的備案。
    網路上搜尋之後,整體套件如下
藍牙硬體<== BlueZ <== Nodejs(Bleno) <== Node Ble <== Node Socket  <==你的程式

我們發現藍牙要動起來通常會倚賴BlueZ的套件,好在的是最新的版作業系統已經將BlueZ提升到5.23,支援BLE了。 所以安裝BlueZ套件這件事情就可以省略。
       接著安裝Node環境 ,
http://blog.itist.tw/2016/04/using-raspberry-pi-3-to-build-eddystone-beacons-with-raspbian-jessie.html
於這篇網址提到安裝Node的快速方法,如果隨著時間推移太舊或是失效,在搜尋一下如何安裝Node即可解決。
題外話:Linux上開發要有所體悟,所有的架構都是在變動的,隨著版本的變動舊的API可能就會改變或是失效,期待不變與或是統一開發方式都是不太切合實際的想法,畢竟這不是linux的核心價值也不是在這一塊領域玩樂的人的想法,但多數的答案都可以在GOOGLE一下就可以順利解決(苦笑)。

四軸飛行器:飛控板DIY

最近我有時會問自己為什麼要從Arduino 開始弄非控板,而不去買已經整體弄好的Multiwii 非控板,其實主要是自己組裝出來的樂趣,學習過程中嘗試透過各種資源與方法解決問題的能力,其實MAKER的資源很多,但怎麼應用這些資源裁示值得學習的,凌爸學習東西喜歡直接做,做的過程當中,自然就會了解WHY與HOW,這遠比看書學習的效果高上很多。

零件陸陸續續一包一包來了,發現郵費比零件貴太多~~~~@@,今天先把非控板黏在冰棒棍上,如下


正面  背面
上至下分別是 Arduino Nano,MPU6050(GY521),藍芽模組(4.0),至於固定的方式目前只是用一條雙面膠讓他們黏在上面,因為我還在考慮是否使用藍芽模組4.0還是2.1 ,2.1的好處是ARDUINO的燒錄與調適可以直接透過藍牙,如果是使用4.0就只能飛行與設定,不能燒入Arduino,但是藍牙4.0的優點是iphone 也可以控制,所以目前就先黏上藍牙4.0。

第一步 先讓Arduino 與 GY521通訊起來,這樣的開始就會特別有感覺,由於想要呈現比較高質感的電路圖,發現一套很棒的軟體 http://fritzing.org/home/ fritzing這一套電路圖軟體居然是OPEN SOURCE的,且畫出來的畫面很棒又簡單,也推薦給妳試試看,其實我蠻害怕畫電路圖的因為PROTEL太龐大了,我又不是本科系的所以電路圖對我來說太恐怖, fritzing玩起來像是玩具一樣,完全消除我心中的恐懼感。真是太感謝了,也學習到快速畫電路圖的技巧。





GY521與ARDUINO的通訊很簡單,透過I2C的連線方式即可,其實我並不太知道I2C是什麼,但是維基百科說(https://zh.wikipedia.org/zh-tw/I%C2%B2C),他是一種並聯通訊,所以我們ARDUINO上的SCL、SDA,連結到裝置的SCL、SDA之間就可以透過I2C資料傳遞。由圖可以
知道
A5 是SCL A4 是SDA
圖片網址
http://www.pighixxx.com/test/portfolio-items/nano/


連接圖如下

A5 是SCL A4 是SDA 電源 5V 與接地 然後還有一個INT 我還沒搞懂。先這樣焊接了。
這是焊接之後的樣子,果然焊接的功夫不太好。

接著燒錄軟體,燒錄軟體於下一次說明,今天先介紹硬體與機構…

小四軸飛行器:驅動馬達

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http://coopermaa2nd.blogspot.tw/2011/07/6-pwm.html http://coopermaa2nd.blogspot.tw/2011/07/61-pwm-modes-part1.html 感謝Cooper Maa。



一開始我們先使用一個LED正腳接再PWM Nano的D3,然後負腳接到GND,接著寫讓PWM變大變小的程式 然後又找到如下網站 葉難:Arduino練習:呼吸燈 http://yehnan.blogspot.tw/2012/02/arduino_16.html
使用網站上的程式碼,我們可以看到燈慢慢亮起來,又慢慢的暗下去, 如果看到這樣的結果代表我們的PWM範例程是可以動作。

當呼吸燈完成了,代表我們的程式碼是沒有問題的(如果有問題就是電路的問題),接下來只要把LED腳換成馬達控制腳,就可以測試我們的驅動。
查詢了一下SI2302,由下表可以知道為什麼選用這個IC ,這張表是在某個賣場抓到的 http://taiwan.tmall.com/item/20689248199.htm?